IRB120工业机器人实训平台，ABB机器人教学系统
2024-05-20 06:45并联机器人（如ABB的IRB系列）通常用于需要高精度和快速操作的任务，例如装配、拾取和包装。它们的设计旨在提高生产效率，并能在严苛的工业环境中稳定运行。
关节式机器人（又称串联机器人）是ABB提供的另一类产品，这些机器人因其灵活的臂展和广泛的工作范围而受到青睐。它们适用于各种应用，包括焊接、装配、物料搬运和加工等。
自主移动机器人（ABB的AMR产品组合）则是为实现工厂内部物流自动化而设计的。这些机器人能够在复杂的环境中自主导航，用于运输货物、物料搬运用途，提高物流效率。
工业机器人实训平台（IRB120机器人）
一款完全应用工业以太网技术、集成多种工业机器人应用场景的模块化教学设备。
支撑课程：机械设计基础、机械制造基础、机电传动控制、传感与检测技术、C语言程序设计、PLC原理与应用、工业网络技术、微机原理与接口技术、Python程序设计、机器视觉与图像处理、工业机器人技术及应用
实践项目：
机械类：机器人工作站系统组成认识、工艺分析与工装设、集成外部轴机器人系统运动空间仿真、机器人焊接工装夹具设计、机器人装配工装夹具设计、机器人工作站搭建与仿真
控制类：电气原理识图与实物认识、机器人工作站工艺流程分析设计、机器人工作站离线编程与仿真、机器人工作站profinet总线配置与通信测试、基于OpenCV视觉标定程序设计、机器人工作站联合调试运行
综合类：机器人焊接工作站系统设计、机器人装配工作站系统设计、机器人视觉分拣系统设计、机器人工作站创新设计
一、工业机器人参数要求
1.工业机器人本体：
ABB IBR120/3六自由度工业机器人本体；最大负载≥3 kg； 最大臂展半径≥580mm； 轴数：≥6轴；位置重复精度：≦0.01mm； 防护等级： ≥IP30；
轴运动范围：
（1）1轴：≥±165°
（2）2轴：≥±110°
（3）3轴：≥+70°至 -110°
（4）4轴：≥±160°
（5）5轴：≥±120°
（6）6轴：≥±400°
机器人本体重量：≤25kg； 最大噪音：≤70dB(A)。
2.工业机器人控制器：
紧凑型工业机器人控制柜，与配套的工业机器人本体配套；
控制硬件：多处理器系统大容量闪存、 UPS 备份电源（≥20S）；
控制软件：软件出厂预装；
额定功率：≥3KVA(变压器容量)；
二、实训台及相关配件：
（1）整个平台为立式结构，主要框架和工作面采用工业铝型材搭建，电器柜可以安装工控机、IO口扩展板、电磁阀安装位置、变频器安装位置、PLC安装位置，电气接线部分为抽屉式结构，便于接线，预留扩展区域，便于设备的扩展。工作平台为可以灵活安装各功能模块的导槽式或矩阵螺丝孔式。尺寸：≥1200mm×1000mm×900mm；材料：铝合金+钢板；平台面板为多用途可扩展设 计方式，扩展灵活；采用气动夹具：最大负载能力：≥3kg；最大抓取范围：≥15cm×15cm；最高抓取精度：≥1mm；带安装机架。
（2）触摸屏： ≥7英寸；液晶显示屏分辨率：≥800×480； 组态：嵌入式组态；提供与PLC通讯相配套的端口线和工控机连接的端口线。
（3）物料：尺寸：≥50mm×30mm×15mm；材料：金属材质；数量：≥10个。
（4）PLC：集成≥16路输入和≥16路输出IO口；内置≥64K大容量的RAM存储；内置高速处理≥0.065μS/基本指令；控制规模：≥32 I/O点；内置独立≥3轴100kHz定位功能：提供相关电气连接线与附属器件。
（5）气源气路：采用无油静音气泵或集中气源供气；配有调压过滤器、气路等气动元件；排气压力：≥0.7Mpa；流量：≥20L/min；噪音量：≤70dB。
三、主要功能板块：
1、分拣搬运： 配备圆形、三角形、方形等物料模板；机器人可精准完成各种形状物料分拣搬运；可扩充配置视觉组件，选配视觉条件下可完成全自动分拣（含颜色、位置、坐标、角度等识别）；
2、码垛：码垛是模拟工业场合的自动搬运码垛功能设计，可以自动记录码垛位置和高度，具有重复精度高，自动计算旋转角度等功能；工业机器人工具盘上安装了气动吸盘；包含一个输送带，采用步进电机驱动；电机速度可以进行调节；可以实现将模拟物料送到输送带上进行定向传送；具有传感器能够检测模拟物料是否到达指定位置。
3、TCP练习：TCP练习区主要作为工业机器人的基础学习环节，能动态直观的体现出TCP示教的重要性和示教的精度，能够自由更换示教尖端；可实现TCP标定练习，提供TCP标定用锥形教学块；可实现基本轨迹编程练习，提供三角形、方形教学轨迹；可实现复杂轨迹编程练习，提供曲线教学轨迹；
4、流水线模块：流水线应用场景与工厂实际物流情况相似，可进行机器人点位示教编程与调试，可根据学习内容不同而设置不同挑选形式，可根据工件不同采用不同的夹取夹具。
5、立体仓库：存储自动装配工件；仓位数量：≥3列3层9个；仓位承重：≥2Kg；仓位尺寸：≥100mm×70mm×80mm；外形尺寸：≥350mm×180mm×450mm；工件种类：≥3种9个；工件模块包括自动装配母件、子件等。
6、视觉智能检测线：主要是配合工业机器人做智能检测工件角度缺陷及自动对位等以及工业机器人视觉学习开发使用；工业相机，要求如下：像素：≥130W像素； 分辨率：≥1280×960； 像素尺寸：≥3.75μm× 3.75μm； 光谱：彩色； 支持自定义AOI，降低分辨率、 f≥16mm F1.4：12毫米工业镜头，百万像素相机； 配套同轴光源，光源大小≥80mm×80mm；准环形光源，直径≥70mm，照射角度≥90度，带模拟控制器；配套同轴光源及光源控制器：发光窗口≥50mm*50mm含调光控制电源；机器视觉兼视觉开发环境； 提供案例程序，主要包括模板匹配、零件识别、字符识别、条码识别、二维码识别等；
配套传动线，动力装置为可调速电机，传动线二侧设置传感器，可以检测测试工件的位置信息。
7、模拟变位机：变位机夹具可以和工业机器人进行模拟焊接、抛光打磨、喷涂等协同作业；变位机行程≥±45°；气缸行程≥30mm；自动夹具采用导杆气缸驱动，配置漫反射光电传感器。变位机采用行星齿轮减速配套市场主流伺服电机控制。
8、工业机器人末端安装电磁吸盘，可匹配多种夹具。同时至少配备4种工装夹具，夹具有专门的工具架安放，每个夹具的负重至少在3kg以上。按照实训项目的要求可分别配合工业机器人完成物料夹取、轨迹模拟、打磨抛光、写字绘图等工作。
9、实验室智能电源管理系统
实训室总体智能电源管理系统由主电路、控制电路、检测保护电路、显示电路、语音报警电路等组成，整个实验室配置一套管理系统。
主要功能：
9.1上电系统自测
（1）主电路及控制电路上电后对线路系统进行输入电压的过压、欠压；线路对地漏电；输出负载过流的检测，任一故障存在电源输出断开。（需提供演示）
（2）故障内容有相应文字显示。
（3）对故障进行语音报警。（需提供演示）
9.2运行检测保护
（1）输入过压、欠压、输出过流、漏电，任一故障出现将自动跳闸，实施保护。（需提供演示）
（2）对故障进行语音报警。（需提供演示）
（3）保护阀值可进行现场设置。（需提供演示）
9.3漏电功能测试
（1）按下漏电测试按钮，装置会自动提供一个漏电测试信号，使保护器跳闸。
（2）重新进行上电进入自己检测状态，文字显示“开机检测中....”，无故障情况下，实训室智能电源管理系统恢复供电。
9.4过压保护
（1）运行中，出现输入过压，实训室智能电源管理系统将跳闸。
（2）对应的“过压相”进行文字显示。
（3）语音播报“线路过压，请注意”。
9.5过流保护
（1）运行中，三相电源中任一相出现过流，实训室智能电源管理系统将跳闸。
（2）对应的“过流相”进行文字提示。
（3）语音播报“线路过流，请注意”
9.6漏电保护
（1）运行中，三相中任一相出现漏电，实训室智能电源管理系统将跳闸。
（2）对“漏电”进行文字显示。
（3）语音播报“线路漏电，请注意”。
9.7电源监控
（1）可对各相电压进行数值显示及曲线显示，显示精度±5V
（2）可对各相电流进行数值显示及曲线显示，显示精度±0.1A
（3）高压保护电压设置：
①设置范围<300V，输入1A;
②动作时间：2-5S，输入单位0.1S
（4）欠压保护电压设置：
①设置范围：>154V，输入单位1V
②动作时间：2-5S，输入单位0.1S
(5)过流保护电流设置：
①设置范围：<20A,输入单位0.01A;
②动作时间：0.5-2S，输入单位0.1S
10.云智能实验室安全管理系统
本平台将无线传输、信息处理等物联网技术应用用于自动化远程控制。设备端运行状态、数据参数等上传至云平台。物联网系统的传感层、传输层和应用层关联掌握数据与分析数据。
(1)电压、电流等模拟量数据显示。（需提供演示）
(2)输入开关监控，输出开关等数字量控制。（需提供演示）
(3)远程控制启停状态，给定输出电压值的。（需提供演示）
(4)显示输入输出电压值的历史数据
(5)可按照日期、日间进行查询历史数进行查询。
(6)报警信号为PLC主机模拟量采集数值或者开关量可以自由设定，如当模拟量输入超过设定电压时产生报警，通过物联网自动化应用软件将报警信号上传到云平台，通过云平台向设置的终端推送报警信号，每台设备可对应多个终端设备。
(7)通过手机端可以实现远程控制PLC的输出及监视PLC的输入状态变化。
(8)数据显示画面：画面显示输入电压数值，输出电压监控，开关状态输入，开关控制输出，以及云端连接二维码。
(9)联网设置界面：设置现场数据连接云平台后台数据库管理。
(10)为保证软件正版，需提供云智能实验室安全管理系统软件著作权证书复印件。
四、实训平台可完成的实训项目
（1）工业机器人现场编程与实训操作
（2）PLC与工业机器人的通讯技术实训
（3）PLC对工业机器人的电气集成控制应用
（4）工业机器人模拟轨迹实训
（5）工业机器人图形识别实训
（6）工业机器人搬运与码垛工艺的应用
（7）工业机器人平焊、立焊、曲面焊接工艺的实训
（8）工业机器人复杂装配体的组装实训
（9）工业机器人打磨抛光工艺的实训
（10）工业机器人多用途快换装置的自由切换和匹配实训
（11）PLC基本功能实训（软硬件结构、基本指令、接线、编程下载等）
（12）触摸屏的编程与应用
（13）气动控制元件的安装与调试
（14）机器人末端夹具的结构设计认知；
（15）机器视觉检测以及与工业机器人、PLC的协调控制运用
（16）PLC控制伺服电机驱动小型变位机实训